张 亮 张良友
(中交城市轨道交通设计研究院有限公司,湖北 武汉 430056)
随着全球经济的高速发展和城市化进程的加快,目前许多城市面临着严峻的挑战,比如土地资源紧张、绿地面积日益减少、大量农民工进城打工、交通堵塞、房价上涨等等,但是挑战即是契机,城市地下空间是实施社会经济可持续发展的基础,正被作为一种“新型国土”资源被开发利用,从而使得城市的诸多问题得到缓解。地铁的建设是改变中国大城市交通拥堵问题的重要举措,在其快速发展阶段,或多或少存在这样或那样的问题,然而这些问题都值得探讨和研究[1],现以武汉地铁12号线中一路站为例,对其建筑方案进行设计比选,为今后类似的地铁车站设计提供一些参考。
武汉市轨道交通12号线是武汉市远景轨道交通线网“环+放射”骨架结构中的重要一环,贯穿武汉三镇,串联硚口、江汉、江岸、青山、洪山、武昌及汉阳共7个行政区域,连接汉口火车站、后湖居住组团、二七滨江商务区、青山滨江商务区、华中金融城、武昌火车站、南湖居住组团、青菱片区、四新城市副中心、汉江两岸、王家墩中央商务区、园博园等客流集散点,支撑主城重要交通枢纽和城市功能发展。
中一路站为武汉市轨道交通12号线工程第3座车站,位于后湖大道与中一路—塔子湖东路十字路口西侧,沿后湖大道东西向设置。本站与21号线车站(远期车站)平行设置、与8号线车站(已运营)呈斜“T”形通道换乘,详见图1。
车站东北角和南侧现状为空地,其余方向均为建成区,主要有轨道交通8号线中一路站、江岸区体育特色学校、江岸区人民检察院、汉孝城际铁路、三元中央花园小区。
后湖大道规划红线宽50 m,塔子湖东路—中一路规划红线宽40 m,均已按规划实施。后湖大道车流量较大。
车站周边规划主要为居住用地、体育用地,以及少量商业、行政、教育用地。目前,行政用地(江岸区人民检察院)、教育用地(江岸区体育特色学校)、体育用地(全民健身中心)、居住用地(三元中央花园小区、陌陌屋)等均已实施,车站南侧规划为香港服务业园区。目前处于概念方案阶段,车站东北角居住用地尚无具体规划。
中一路站为8号线、12号线、21号线三线换乘车站,三线客流及换乘客流预测分别为:8号线设计客流21 879人/h,12号线设计客流27 974人/h,21号线设计客流33 815人/h。
轨道交通8号线中一路站已于2017年12月开通运营,沿中一路—塔子湖东路南北向敷设,为地下2层岛式站。车站公共区两侧侧墙均已预留7跨暗梁和暗柱作为换乘通道接驳条件。同时,8号线车站已为12号线及21号线区间下穿预留条件,即施作75 m长玻璃纤维筋加固。
12号线与21号线区间需下穿8号线车站,故12和21号线车站为地下3层站。
21号线一期工程已于2017年12月建成通车,中一路站为21号线二期工程终点站,站后设折返线(兼存车线),并预留远期延伸至汉口火车站的条件。受21号线线路走向的控制,21号线车站只能与12号线车站平行设置,且只能设在中一路西侧。
汉孝城际铁路已于2016年12月通车,沿塔子湖西路设置,高架桥采用32.7 m+24.7 m+24.7 m箱梁上跨后湖大道,详见图2。桥桩距中一路站车站小里程端较近,区间隧道需避开桥桩,故影响车站站位。
沿后湖大道敷设有2 400×2 000排水箱涵,底板埋深约4.7 m,属于重力流管涵。后湖大道规划道路红线宽50 m,中一路站(12号线和21号线平行设置)车站主体宽约50 m,已占满道路红线;同时,8号线车站为此箱涵预留的行走空间较窄,位于换乘厅处,箱涵无法永久改移至车站主体外,只能原位还建在车站主体上方。
轨道交通8号线车站仅为12号线和21号线预留了通道换乘的条件,12号线、21号线与8号线的换乘只能采用通道换乘方式。
12号线和21号线线路平行设置,站台均为6A编组。12号线与21号线可采用的换乘方式有:双岛四线平行换乘、双岛四线同台换乘、“侧—岛—侧”换乘。其中“侧—岛—侧”站台换乘方案,因站厅层公共区被付费区完全隔断、换乘不方便、车站规模大、施工风险高等缺点,不建议采用此方案。
当采用同台换乘方案时,因21号线中一路站为21号线二期工程终点站,需要折返,故只能将21号线线路设在中间、12号线线路设在两侧。
根据客流预测,12号线与21号线换乘客流和比例较大,12号线与8号线、21号线与8号线换乘客流和比例均较小。同台换乘方案,乘客同台换乘的方向和换乘OD表的换乘主客流方向一致,在方便乘客换乘方面具有明显优势。但其缺点如下:
1)12号线线路被21号线线路分隔,无法设置单渡线。
2)21号线开通前,整个站厅层、两个站台、两站台之间均需开放,运营管理不方便、运营成本高。
3)21号线无存车线,不能存车,配线功能略差。
当采用平行换乘方案时,根据12号线和21号线的线路走向,宜将21号线设在北侧、12号线设在南侧。
平行换乘方案中,12号线与21号线之间换乘的乘客,均需先通过楼扶梯上至站厅层,再通过楼扶梯下至另一线路,换乘便捷性不如同台换乘方案。但其优点如下:
1)21号线可设存车线,配线功能较强;12号线可设单渡线,到复兴村站、百步亭站距离分别约为5.03 km,4.04 km,距离比较均衡。
2)21号线开通前,站厅层和站台层都可以只开放12号线部分,运营管理方便、节能;
3)21号线楼扶梯等设备可暂不安装,近期投资小。
经以上分析,同台换乘方案在方便乘客换乘方面有较大优势,其大部分缺点可在其他站点解决,或在21号线二期开通后即可消失,因此,推荐采用双岛四线同台换乘方案。
中一路站为三线换乘站,根据全线统一要求,站台宽度不应小于13 m。根据客流预测结果计算得出,12号线侧站台宽度不应小于2.6 m,21号线侧站台宽度不应小于2.9 m。采用小于13 m宽度的站台将不能满足计算要求,采用13 m单柱或14 m双柱方案均可满足计算要求(采用13.5 m双柱不能满足计算要求)。因此,仅对13 m单柱方案和14 m双柱方案进行比较。
13 m单柱方案的公共区,纵向柱跨为8.5 m,横向为3柱4跨,楼扶梯设在柱子两侧,侧站台宽2.9 m。该方案站厅层结构柱少,视觉效果较好,但是站台层楼扶梯不对称,且与8号线换乘厅不好对跨。另外,从结构受力的角度看,本站为地下3层站,横向柱跨大,受力较差。
14 m双柱方案的公共区,纵向柱跨为9.12 m,横向为5柱6跨,楼扶梯设在柱子中间,侧站台宽3.0 m。该方案站厅层柱子较多,景观效果略差,但是站台层楼扶梯能对称布置,且和8号线换乘厅跨数相等。从结构受力的角度看,横向柱跨小,受力较好。
本站位于后湖地区,地质条件较差,且本站基坑宽度约50 m,深度达约30 m,考虑到地铁工程为百年工程,若采用受力较差的结构形式,存在结构容易破坏的可能性,而结构一旦受到破坏,则难以修补,对城市地铁网、交通网的影响难以估量,故而推荐采用14 m双柱方案。
本站为12号线与21号线合建的地下3层站,两线换乘形式为双岛四线同台换乘,12号线线路位于两侧,21号线线路位于中间。两线站台形式均为岛式站台,宽14 m,标准段为5柱6跨结构,详见图3。
在设计地铁车站建筑方案时,应充分了解站址周边环境、规划、客流、地下管线等基本情况,并着重分析其控制性条件,通过技术及经济比较,从而确定具有可行性的、合理、经济的建筑方案,让其更好的服务于大众。
参考文献:
[1] 张 亮,陈羽翔.武汉地铁6号线东方马城站建筑方案设计[J].四川建筑,2012(3):58.